JP2010231984A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示面全体の輝度の均一性の低下を抑制することができる表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、第1の導光体12と、第1の導光体12の一端面側に配置され長手方向における一端側に配置されたLED(光源)15から入射する光を第1の端面12aから出射する第2の導光体13と、第1の導光体12と第2の導光体13との間に配置され第2の導光体13から出射される光を第3の端面16aから出射する第3の導光体16と、第1の導光体12の厚み方向の一表面側に配置され且つ第1の導光体12の前記一表面から出射される光を表示面(図示せず)から出射する表示パネル(図示せず)とを備える。表示装置は、LED15から第3の導光体16の長手方向におけるLED15側の端面および第1の導光体12における上端面12aとは直交するLED15側の端面を臨む方向に出射される光を遮光する反射部材(遮光手段)51を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、表示装置に関するものである。
従来から、図4に示すように、透光性のポリカーボネートからなり且つ一端面12a’に入射される光を厚み方向の一表面側に出射する略矩形板状の面状導光体(第1の導光体)12’と、透光性のアクリル樹脂により細長の角柱状に形成され且つ第1の導光体12’の一端面12a’側に一端面12a’に直交する方向に並列する形で配置されるとともに第1の導光体12’の一端面12a’に沿った長手方向における両端側それぞれに配置された2つの光源であるLED15’から入射した光を第1の導光体12’の一端面12a’側に出射する2つの第2の導光体13’,13’と、第1の導光体12’の前記一表面側に配置され且つ第1の導光体12’の前記一表面から出射される光を第1の導光体12’側とは反対側の表示面20a’から出射する表示パネルとしての役割をする反射型液晶表示素子20’とを備え、第1の導光体12’と2つの第2の導光体13’,13’のうち第1の導光体12’に近い側に配設された第2の導光体13’との間にポリカーボネート製のプリズムシート(第3の導光体)18’を配置した表示装置が提案されている(特許文献1参照)。ここにおいて、第3の導光体18’は、第2の導光体13’からの光が入射する入射面18a’に断面三角形状の複数のプリズム部(図示せず)が一体に形成されている。
図4に示す構成の表示装置において、第2の導光体13’,13’から出射して第3の導光体18’の入射面18a’に入射する光は、前記プリズム部により指光性が改善され第1の導光体12’側から出射される。従って、第2の導光体13’から出射される光のうち、第1の導光体12’の一端面12a’に入射しない方向に出射される光の割合を低下させることができるので、第2の導光板13’から出射される光のロスが低減される。
しかして、第2の導光体13’,13’から出射する光に対する第1の導光体12’の前記一表面側から出射される光の割合を向上させることができるので、結果的に、LED15’から出射される光のうち第1の導光体12’の前記一表面側に出射される光の割合を増加させることができる。従って、反射型液晶表示素子20’の表示面20a’全体が一定の輝度を得るために必要な各LED15’の光量を低減することができるので、省エネルギ化を図ることができる。
特開2003−263914号公報
しかしながら、図4に示す構成の表示装置では、LED15’から出射される光が第2の導光体13’を介して第3の導光体18’に入射されずに、第3の導光体18’に直接入射することにより、第3の導光体18’から出射され第1の導光体12’の一端面12a’に入射する光の強度の均一性が低下して反射型液晶表示素子20’の表示面20a’全体の輝度の均一性が低下するおそれがある。
また、図4に示す構成の表示装置は、反射型液晶表示素子20’の代わりに、避難口へ誘導するためのシンボル(図示せず)が表示面に表記された表示パネル(図示せず)を設けることで誘導灯として用いることができる。図4に示す構成の表示装置を誘導灯として用いる場合は、日本照明器具工業会の誘導灯器具および避難誘導システム用装置技術基準(JIL5502)を満たす必要がある観点から、点灯時の前記表示パネルの前記表示面全体の輝度の均一性が高いほうが良い。
本願発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示面全体の輝度の均一性の低下を抑制することができる表示装置を提供することにある。
請求項1の発明は、透光性材料により矩形板状に形成され且つ一端面に入射される光を厚み方向の一表面側に出射する第1の導光体と、透光性材料により細長の角柱状に形成され且つ第1の導光体の前記一端面側に配置されるとともに第1の導光体の前記一端面に沿った長手方向における一端側に配置された光源から入射する光を第1の導光体側とは反対側の第2の端面で反射して第1の導光体の前記一端面に平行な第1の導光体側の第1の端面から出射する第2の導光体と、透光性材料により細長の直方体状に形成され且つ第1の導光体の前記一端面と第2の導光体の第1の端面との間に配置されるとともに第2の導光体の第1の端面から出射される光を第1の導光体側の第3の端面から出射する第3の導光体と、第1の導光体の前記一表面側に配置され且つ第1の導光体の前記一表面から出射される光を第1の導光体側とは反対側の表示面から出射する表示パネルとを備え、光源から第3の導光体の長手方向における光源側の端面および第1の導光体における前記一端面とは直交する光源側の端面を臨む方向に出射される光を遮光する遮光手段を有することを特徴とする。
この発明によれば、光源から第3の導光体の長手方向における光源側の端面および第1の導光体における前記一端面とは直交する光源側の端面を臨む方向に出射される光を遮光する遮光手段を備えていることにより、第3の導光体の第3の端面から出射して第1の導光体の前記一端面に入射する光の強度の第1の導光体の前記一端面での均一性の低下を抑えることができるので、表示面全体の輝度の均一性の低下を抑制することができる。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記遮光手段は、前記第2の導光体および前記第3の導光体の前記光源側であり且つ前記第2の導光体と前記第3の導光体との並び方向における前記第3の導光体の前記第2の導光体側の端部に一部が配置され、前記光源から前記第3の導光体の長手方向における前記光源側の端面および前記第1の導光体における前記一端面とは直交する前記光源側の端面を臨む方向に出射される光を前記第2の導光体の長手方向における一端側に反射する反射部材からなることを特徴とする。
この発明によれば、前記第2の導光体および前記第3の導光体の前記光源側に反射部材が配置されていることにより、前記光源から前記第3の導光体側に出射される光を前記第2の導光体の長手方向における一端側へ反射して前記光源から出射する光のうち前記第2の導光体に入射する割合を増加させることができるので、前記光源から出射される光のうち前記第1の導光体の前記一表面から出射される光の割合を増加させることができるから、前記表示パネルの前記表示面全体が一定の輝度を得るために必要な前記光源の光量を低減することによる省エネルギ化を図ることができる。
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記第3の導光体における前記第3の端面および前記第4の端面のうち少なくとも一方に、前記第4の端面から入射する光を拡散する光拡散手段を設けてなることを特徴とする。
この発明によれば、前記第3の導光体における前記第3の端面および前記第2の導光体側の前記第4の端面のうち少なくとも一方に、前記第4の端面から入射する光を拡散する光拡散手段を設けてなることにより、前記第3の導光体の前記第3の端面から出射する光の強度の均一性を向上させることができるので、前記表示面全体の輝度の均一性を向上させることができる。
請求項4の発明は、請求項2の発明において、前記第3の導光体における前記第3の端面および前記第4の端面のうち少なくとも一方に、前記第4の端面から入射し前記第3の端面から出射する光の指向性を向上させる指向性向上手段が設けてなることを特徴とする。
この発明によれば、前記第3の導光体における前記第3の端面および前記第2の導光体側の前記第4の端面のうち少なくとも一方に、光の指向性を向上させる指向性向上手段を設けてなることにより、前記第3の導光体の前記第4の端面から入射して前記第3の端面から出射する光の指向性を向上させることができるので、前記第2の導光体から出射される光のうち前記第1の導光体の前記一端側へ入射する光の割合を増加させることができるから、前記表示パネルの前記表示面全体が一定の輝度を得るために必要な前記光源の光量を低減することによる省エネルギ化を図ることができる。
請求項1の発明によれば、光源から第3の導光体の長手方向における光源側の端面および第1の導光体における第2の端面とは直交する光源側の端面を臨む方向に出射される光を遮光する遮光手段を備えていることにより、第3の導光体の第3の端面から出射して第1の導光体の前記一端面に入射する光の強度の均一性の低下を抑えることができるので、表示面全体の輝度の均一性の低下を抑制することができる。
実施形態1の表示装置を示し、(a)は要部正面図、(b)は要部拡大図である。 同上の表示装置の分解斜視図である。 実施形態2の表示装置の要部説明図である。 従来例の表示装置の要部分解斜視図である。
(実施形態1)
以下、本実施形態について図1および図2に基づいて説明する。
本実施形態の表示装置は、誘導灯として用いられるものであって、図2に示すように、前面が開口した直方体状の器具本体1を備え、器具本体1の前面の開口の大部分を覆う形で表示ユニット30が配設され、器具本体1の前面の開口のうち表示ユニット30に覆われない部分を覆う形で表示ユニット30の上縁に沿って光源であるLED15(図1参照)を備える光源ユニット40が配設されている。
器具本体1の内部には、LED15を点灯させるための電源回路(図示せず)を有する点灯装置2が配設されている。点灯装置2からは、点灯装置2とLED15とを電気的に接続するための電線21が導出しており、電線21の先端部には、コネクタ21aが設けられている。LED15には、点灯装置2から電線21およびコネクタ21aを介して電力が供給される。
表示ユニット30は、透光性材料である透明アクリル樹脂で形成された矩形板状の第1の導光体12と、第1の導光体12の厚み方向の一表面側である前面側に配置された矩形板状の表示パネル20(図2参照)と、金属等で形成され第1の導光体12の後面側および第1の導光体12の下端面を覆う形で配設された第1の反射板(図示せず)と、第1の導光体12、表示パネル20および前記反射板を保持する合成樹脂で形成されたパネルケース31とを備えている。ここで、第1の導光体12の上端面(一端面)12aから第1の導光体12の内側に光が入射する。また、第1の導光体12の内側に入射する光のうち、第1の導光体12の内側から第1の導光体12の前面に全反射角よりも小さい入射角で入射する光が、第1の導光体12の前方へ出射する。なお、表示ユニット30は、パネルケース31の後面における左右方向の両側に突設された第1の係合部31aが、器具本体1の左右両側壁の内面に突設された第1の被係合部1aに係合した形で器具本体1の前面側に取り付けられる。ここで、表示ユニット30は、器具本体1の前面側から第1の係合部31aが第1の被係合部1aの上側に位置する形で器具本体1の前面側に当接させ、その後、表示ユニット30を器具本体1に対して下側に摺動させると、第1の係合部31aが第1の被係合部1aに係合する(図2の矢印参照)。
第1の導光体12は、透明なアクリル樹脂からなり、後面には断面V字状の横溝(図示せず)が上下方向に沿って複数形成されている。従って、第1の導光体12の内側を伝播する光のうち、第1の導光体12の後面に形成された前記横溝に入射する光は、第1の導光体12の前面側へ反射されるとともに第1の導光体12の前面に全反射角よりも小さい入射角で入射して第1の導光体12の前方へ出射する。
また、第1の導光体12は、上下方向において下側ほど厚みが薄くなるように形成されている。即ち、第1の導光体12の前面は、後面に対して、下側ほど後面との距離が小さくなる形で傾斜している。第1の導光体12の上端面12aから第1の導光体12の内側に入射する光は、第1の導光体12の前面および後面で全反射を繰り返しながら第1の導光体12の下側に向かって伝播する。ここで、第1の導光体12の前面は、後面に対して、下側ほど後面との距離が小さくなる形で傾斜しているので、第1の導光体12の内側を伝播する光の第1の導光体12の前面への入射角は、第1の導光体12の下側ほど小さくなる。従って、第1の導光体12の内側を伝播する光は、第1の導光体12の下側ほど第1の導光体12の前面側へ出射されやすくなっている。しかして、第1の導光体12の前面から出射する光の強度を第1の導光体12の上下方向において均一とすることにより、表示パネル20の表示面20a全体の輝度が均一になるようにしている。
表示パネル20は、透光性のアクリル製樹脂で形成され、第1の導光体12の前面側に配置され且つ第1の導光体12の前面側から出射される光を第1の導光体12側とは反対側の表示面20aから出射する。また、表示パネル20の表示面20aには、例えば、避難口へ誘導するためのシンボル(図示せず)が表記されている。
パネルケース31は、合成樹脂で形成され、左右方向の幅寸法が器具本体1の左右方向の幅寸法と略等しく、上下方向の幅寸法が器具本体1の上下方向の幅寸法よりも小さい平面視矩形状の取付ベース(図示せず)と、前記取付ベースの前面の周部において上辺を除いた3辺に沿って前方へ連続一体に突設された保持枠31bとを備えている。また、保持枠31bのうち左右両端部に設けられた部位の内面には、第1の導光体12および表示パネル20を摺動自在に保持するための案内溝(図示せず)が形成されている。
光源ユニット40は、第1の導光体12の上端面12aに対向して配置される細長の角柱状の第2の導光体13と、細長の角柱状に形成され且つ第1の導光体12の上端面12aと第2の導光体13の第1の端面13aとの間に配置され第2の導光体13の第1の端面13aから出射される光を第1の導光体12側の第3の端面16aから出射して第1の導光体12の上端面12aに導光する第3の導光体16と、第2の導光体13の長手方向における一端側(図1(a)における左端側)に配置されるLED15と、第2の導光体13における第3の導光体16側とは反対側に配置された第2の反射板(図示せず)と、第2の導光体13、第3の導光体16、LED15および前記第2の反射板が内部に収納された細長の光源ホルダ41(図2参照)とを備える。光源ユニット40は、光源ホルダ41の後面における長手方向の両端側に突設された第2の係合部41aが、器具本体1の左右両側壁の内面における上端部に設けられた被係合部(図示せず)に係合した形で器具本体1の前面側に取り付けられる。
第2の導光体13は、透明なアクリル樹脂により細長の角柱状に形成され、厚さ寸法が第1の導光体12と略同じ厚さ寸法に設定されている。ここで、図1(a)に示すように、第2の導光体13の前記一端側(図1(a)における左端側)には、LED15から光が入射する入射端面13cが形成されており、入射端面13cから第2の導光体13の内側に入射する光が、第2の導光体13の内側を伝播して第1の端面13aから出射される。また、第2の導光体13は、LED15からの光が入射する長手方向における前記一端側とは反対側の他端側(図1(a)における右端側)ほど、第1の端面13aと第1の端面13a側とは反対側の第2の端面13bとの間の距離が小さくなるように形成されている。従って、第2の導光体13の内側を伝播する光は、第2の導光体13の前記他端側に近づくほど第2の端面13bでの光の反射角が小さくなるとともに第2の導光体13の第1の端面13aへの入射角が小さくなり、第2の導光体13の内側から光を出射しやすくなっている。しかして、第2の導光体13の第1の端面13aから出射される光の強度の均一性を向上させることができる。
LED15としては、白色発光ダイオードが使用され、例えば、セラミックス基板(図示せず)に凹部(図示せず)を形成し、当該凹部の内側にGaN系化合物半導体を利用した発光ダイオード素子(図示せず)を配設するとともに、黄色蛍光体からなる蛍光物質を含む透光性のシリコーン樹脂(図示せず)を充填することで形成される白色発光ダイオードが使用されている。なお、LED15の構成は、本実施形態で説明したものに限定されない。また、本実施形態では、光源としてLED15を使用する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、有機EL素子等を使用してもよい。
第3の導光体16は、透明なアクリル樹脂で形成され、厚さ寸法が第1の導光体12と略同じ厚さ寸法に設定されている。ここで、第3の導光体16は、第2の導光体13側の第4の端面16bから第3の導光体16に入射した光を第3の端面16aから出射する。
光源ホルダ41は、合成樹脂で形成され、内側に第2の導光体12、第3の導光体16およびLED15を保持するための保持部(図示せず)が設けられている。
ところで、本実施形態の表示装置では、LED15から出射され第3の導光体16に直接入射する光を遮光するための遮光手段として、第2の導光体12および第3の導光体16のLED15側であり且つ第2の導光体13と第3の導光体16との並び方向における第3の導光体16の第2の導光体13側の端部に配置され、LED15から第3の導光体16の長手方向におけるLED15側の端面および第1の導光体12における上端面12aとは直交するLED15側の端面を臨む方向に出射された光を遮光するとともに当該光を第2の導光体13の長手方向における一端側に反射する反射部材51が設けられている。
反射部材51は、矩形板状の金属板の一端側を前記金属板の厚み方向の一面側に折曲してなる第1の折曲片51bと、前記金属板の他端側を前記金属板の厚み方向の他面側に折曲してなる第2の折曲片51cとを有する形状に形成されている。つまり、反射部材51は、矩形板状の主片51aの上端側から第3の導光板16側に突出する第1の折曲片51bと、主片51aの下端側からLED15側に突出する第2の折曲片51cとから構成されている。ここで、第1の折曲片51bが、第2の導光体13と第3の導光体16との並び方向における第3の導光体16の前記第2の導光体13側の端部に配置され、第2の折曲片51cがLED15の下側で光源ホルダ41に設けられた支持部(図示せず)により支持されている。
しかして、LED15から第3の導光体16に直接入射する光を遮光して、第3の導光体16の第3の端面16aから出射する光の強度を均一にすることにより、第3の導光体16の第3の端面16aから出射され第1の導光体12の上端面12aに入射する光の上端面12aでの均一性を向上させることができるので、第1の導光体12の上端面12aから入射して第1の導光体12の厚み方向の前面側に出射される光の強度の第1の導光体12全体での均一性を向上させることができるから、表示パネル20の表示面20a(図2参照)全体の輝度の均一性を向上させることができる。
また、反射部材51の第1の折曲片51bにおける反射面51dは、LED15から反射部材51の反射面51dを臨む方向(図1(a)の矢印P1)に出射した光を第2の導光体13の前記一端側の入射端面13cを臨む方向(図1(b)の矢印P2)に反射する。従って、LED15から出射する光のうち第2の導光体13の入射端面13cに入射する光の割合を増加させることにより、LED15から出射される光のうち第2の導光体13の第1の端面13aから出射される光の割合を増加させることができる。つまり、第1の導光体12の内側に入射する光の光量を増加させて第1の導光体12の上端面12aに出射される光の光量を増加させることができる。しかして、LED15から出射される光のうち第1の導光体12の前面側に出射される光の割合を増加させることができるので、表示パネル20の表示面20a全体が一定の輝度を得るために必要なLED15の光量を低減することができるから、省エネルギ化を図ることができる。
ところで、本実施形態の表示装置では、第3の導光体16の第3の端面16aに、第4の端面16bから入射する光を拡散する光拡散手段として、複数のドット(図示せず)が形成されている。従って、第2の導光体13から入射する光が第3の導光体16の内側で複数の前記ドットにより拡散されて第3の導光体16の第3の端面16aから出射することにより、第3の端面16aから出射して第1の導光体12の上端面12aに入射する光の強度の第1の導光体12の上端面12aでの均一性を向上させることができるので、表示パネル20の表示面20a全体の輝度の均一性を向上させることができる。なお、本実施形態の表示装置では、第3の導光体16の第4の端面16bに複数のドット(図示せず)が形成されたものであってもよいし、第3の導光体16の第3の端面16aおよび第4の端面16bの両方に複数のドット(図示せず)が形成されたものであってもよい。また、前記光拡散手段として、第3の導光体16の第3の端面16aおよび第4の端面16bの少なくとも一方に光拡散フィルム(図示せず)を設けてもよい。
(実施形態2)
本実施形態の表示装置の基本構成は、実施形態1と略同じであり、図3に示すように、第3の導光体16の第4の端面16bから入射し第3の端面16aから出射する光の指向性を向上させる指向性向上手段として、第3の導光体16の第4の端面16bに複数の断面V字状の溝16cが形成されている点が実施形態1とは相違する。なお、実施形態1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
ここで、第3の導光体16によって、第3の導光体16の第4の端面16bから入射して第3の端面16aから出射する光の指向性を向上させることができるので、第2の導光体13から出射される光のうち第1の導光体12の上端側12aへ入射する光の割合を増加させることができるから、表示パネル20の表示面20a全体が一定の輝度を得るために必要なLED15の光量を低減することによる省エネルギ化を図ることができる。なお、本実施形態の表示装置では、前記指向性向上手段として、第3の導光体16の第4の端面16b上にプリズムシートを配設してもよい。
また、本実施形態の表示装置では、第3の導光体16の第4の端面16bに複数の断面V字状の溝16cを形成するとともに、第3の端面16aに複数のドット(図示せず)を形成したものであってもよい。
また、上記各実施形態では、誘導灯として使用される表示装置について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、サインとして使用される表示装置であってもよい。また、表示パネル20としては、従来例の表示装置のように、反射型液晶表示素子(図示せず)を使用してもよい。
12 第1の導光体
12a 上端面(一端面)
13 第2の導光体
13a 第1の端面
13b 第2の端面
15 LED(光源)
16 第3の導光体
16a 第3の端面
16b 第4の端面
16c 溝(指向性向上手段)
20 表示パネル
20a 表示面
51 反射部材(遮光手段)

Claims (4)

  1. 透光性材料により矩形板状に形成され且つ一端面に入射される光を厚み方向の一表面側に出射する第1の導光体と、透光性材料により細長の角柱状に形成され且つ第1の導光体の前記一端面側に配置されるとともに第1の導光体の前記一端面に沿った長手方向における一端側に配置された光源から入射する光を第1の導光体側とは反対側の第2の端面で反射して第1の導光体の前記一端面に平行な第1の導光体側の第1の端面から出射する第2の導光体と、透光性材料により細長の直方体状に形成され且つ第1の導光体の前記一端面と第2の導光体の第1の端面との間に配置されるとともに第2の導光体の第1の端面から出射される光を第1の導光体側の第3の端面から出射する第3の導光体と、第1の導光体の前記一表面側に配置され且つ第1の導光体の前記一表面から出射される光を第1の導光体側とは反対側の表示面から出射する表示パネルとを備え、光源から第3の導光体の長手方向における光源側の端面および第1の導光体における前記一端面とは直交する光源側の端面を臨む方向に出射される光を遮光する遮光手段を有することを特徴とする表示装置。
  2. 前記遮光手段は、前記第2の導光体および前記第3の導光体の前記光源側であり且つ前記第2の導光体と前記第3の導光体との並び方向における前記第3の導光体の前記第2の導光体側の端部に一部が配置され、前記光源から前記第3の導光体の長手方向における前記光源側の端面および前記第1の導光体における前記一端面とは直交する前記光源側の端面を臨む方向に出射される光を前記第2の導光体の長手方向における一端側に反射する反射部材からなることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  3. 前記第3の導光体における前記第3の端面および前記第4の端面のうち少なくとも一方に、前記第4の端面から入射する光を拡散する光拡散手段を設けてなることを特徴とする請求項2記載の表示装置。
  4. 前記第3の導光体における前記第3の端面および前記第2の導光体側の第4の端面のうち少なくとも一方に、第4の端面から入射し第3の端面から出射する光の指向性を向上させる指向性向上手段が設けてなることを特徴とする請求項2記載の表示装置。
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